驱动电路的主要功能是将脉宽控制器输出的可变宽度脉冲进行功率放大,以作为高压功率开关器件的驱动信号。驱动电路一般都具有隔离作用,常用变压器耦合方式来实现对高压功率开关器件的激励和输入级与输出级之间的隔离,同时还兼有对功率开关器件关断时,施加反向偏置,来加速器件的关断。当驱动MOSFET器件时,常规的驱动电路是用一个驱动变压器实现的。考虑到驱动变压器的漏感和引线电感,给具有大Cg-s的主MOSFET高速充放电造成困难,因此,通常的方式是利用驱动变压器驱动一个具有较小Cg-S的MOSFET的图腾式驱动电路,再由这个电路驱动主MOSFET。如图,驱动变压器的初级线圈输入信号是控制电路的输出驱动信号
通常,他们会从多方面去分析,例如成本与制造工艺、效率和体积、绝缘可靠性和规范的要求,等等。带变压器的驱动成本较高,但也相应让LED灯具变得较加实用,能够满足终端用户偶然接触LED的需要。当玻璃外壳很容易被损坏时,一个E27型号的普通灯泡可被替换成为LED灯。
此外,在工业区或者是办公设备应用中的灯具并不需要接触到终端用户,如路灯和商场照明,这时的LED灯也确实需要隔离变压器。
物理设计决定着驱动器是隔离式还是非隔离式。规则通常要求使用两个立的隔离层。设计师可以选择两种物理隔离层,即塑料散光罩和玻璃护罩,并使用非隔离式电源。如果物理隔离成本太高、存在机械困难或者吸收太多光,必须在电源中解决电气隔离问题。
作为一个让终用户能使用的产品,一定会考虑绝缘与隔离的可靠性。作为完整的产品,产品表面使用者能接触到的部分一定要经过隔离,不能让人触电。而从产品整个系统而言,隔离是不可避免的,区别只是设置隔离的位置不同。有些设计者采用隔离的变压器设计,因此他们可以简化散热和灯罩的设计。如果用非隔离的驱动设计,在灯壳等结构上必须考虑可靠的绝缘要求。因此作为电源驱动,隔离与非隔离的方案一直都同时存在。
隔离式电源通常要比同等功率水平的非隔离式电源大一些。照明灯设计师必须在他们所设计的每款产品中进行大量的成本及设计优化工作。由于适用于不同的应用,是采用隔离的绝缘变压器还是采用隔离的防护灯罩外壳,设计者在不同的角度考虑永远会有不同的见解。
在隔离驱动电路#1中,如果选择的Q1及隔离变压器都有一定的功率的话,则隔离后的驱动信号具有一定的功率,因此这个隔离驱动电路,既可实现信号的隔离,还可实现信号的放大。一般对较大功率开关电源中的MOSFET进行隔离驱动时,只要能提供驱动瞬间的峰值电流在(1~2)A即可,非隔离驱动中,这种瞬间功率由的驱动IC来实现,而在隔离驱动中,这种瞬间功率可由上述隔离驱动电路来实现,此时不再需要驱动IC。
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